Qu'est-ce que les réfrigérants ? Ce sont des liquides spéciaux. Ils sont utilisés dans les climatiseurs et les réfrigérateurs. Le réfrigérant subit des changements de phase du liquide au gaz lorsqu'il absorbe la chaleur et redevient liquide lorsque le compresseur comprime le gaz. La sélection du réfrigérant idéal est basée sur les propriétés thermodynamiques. Il doit être non corrosif, sûr, non toxique et ininflammable.
Une brève histoire des réfrigérants
Le scientifique belge Frederic Sworths a été le pionnier de la synthèse des CFC à la fin des années 1890. Sa découverte est survenue après le remplacement du chlorure dans le tétrachlorure de carbone par le futuride pour la synthèse du CFC-11 et du CFC-12. À la fin des années 1920, Thomas Midgley Jr. a amélioré le processus de synthèse et a contesté l'utilisation des CFC comme réfrigérant pour remplacer l'ammoniac, le chlorométhane et le dioxyde de soufre qui étaient couramment utilisés à l'époque.
Ils étaient nocifs, inflammables et certains même toxiques. Le plus communle réfrigérant était un CFC appelé Fréon - le nom de marque de DuPont pour le réfrigérateur "R-12". Selon les exigences des années 30 du siècle dernier, ces réfrigérants semblaient être des gaz idéaux, scientifiquement fondés et plus sûrs, non corrosifs et bon marché à fabriquer.
Ce n'est que dans les années 1970 que l'on a découvert que les molécules de chlore détruisaient complètement la couche d'ozone et qu'elles ont été interdites. Dans les années 1970, les scientifiques ont découvert que l'ammoniac réfrigérant interférait avec la pénétration des rayons infrarouges en eux, car ils s'accumulent dans l'atmosphère et provoquent un transfert de chaleur, ce qui conduit au changement climatique, ce composé a donc été interdit.
Dans les années 1990 et 2000, les CFC ont été remplacés par les HCFC (hydrochlorofluorocarbures) et le HCFC le plus courant est le "R-22" qui avait des effets beaucoup moins dévastateurs sur l'ozone, mais il était toujours dangereux. Pour résoudre le problème de l'appauvrissement de la couche d'ozone, les scientifiques ont mis au point des HFC qui ne contiennent pas de chlore. Cependant, ils ont réalisé plus tard que le HFC endommageait toujours l'environnement à cause des gaz à effet de serre.
Types modernes de fluides frigorifiques
La Commission européenne a ordonné que le réfrigérant R134A ne soit pas utilisé pour les voitures particulières certifiées vendues dans l'Union européenne. Ce mandat était initialement prévu pour le 1er janvier 2011. Cependant, comme le nouveau réfrigérant n'était pas encore disponible sur le marché général, ce délai a été prolongé jusqu'au 1er janvier 2013.
À partir de janvier 2017, tous les nouveaux inscritsles véhicules devaient utiliser un réfrigérant alternatif. En 2018, seulement 60 % des nouvelles voitures particulières fabriquées en Europe utilisent un réfrigérant sûr. Les véhicules vendus en dehors de l'Union européenne continuent d'utiliser du R134A ou un réfrigérant encore plus dangereux.
Principaux types de fluides frigorigènes:
- CFC - chlorofluorocarbures.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbones.
- HFC – HydroFluoroCarbones.
Cependant, ils ont tous été ou seront remplacés prochainement en raison des impacts environnementaux. Le réfrigérant HFO commence maintenant à remplacer les CFC car ils ont un potentiel de réchauffement global beaucoup plus faible et n'appauvrissent pas la couche d'ozone, bien que certains soient hautement inflammables. Actuellement, la 4ème génération de réfrigérants fait son entrée sur le marché, qui ont de grandes propriétés thermodynamiques et sont respectueuses de l'environnement.
Choisir une alternative pour R12
Le réfrigérant
R12 est encore largement utilisé dans les applications de réfrigération. En effet, il était très difficile d'en trouver un qui puisse remplacer ce réfrigérant universel dans les conditions de fonctionnement. Le R134A est le plus adapté à ces fins.
Comparaison du R134A et du R12:
- La capacité à une température d'évaporateur de -7 °C est la même pour les deux réfrigérants, et en dessous de -7 °C, si le R12 est remplacé par le réfrigérant r134A, il y aura une perte significative d'effet de refroidissement. Dans de tels cas, il est recommandé d'utiliser des mélanges de réfrigérants au lieu de remplacer le R134A. Le fréon 134 peut également être utilisé à basse températuresituations.
- Les coefficients de transfert thermique du R134A sont supérieurs à ceux du R12. S'ils existent dans la même phase liquide, le coefficient de transfert de chaleur du réfrigérant R134A est supérieur de 27 à 37 % et, dans la phase gazeuse, de 37 à 45 % supérieur. S'ils existent en deux phases, liquide et gazeuse, le coefficient de transfert thermique du R134A est de 28 % à 34 % supérieur dans l'évaporateur et de 35 à 41 % supérieur dans le condenseur.
- L'effet de refroidissement du R134A est supérieur d'environ 22 % à celui du R12. Ainsi, le débit massique de R134A requis par tonne de réfrigération est inférieur d'environ 18 % à celui de R12. Cela signifie que pour une capacité donnée du système de réfrigération, la quantité requise de celui-ci est inférieure de 18 % à celle obtenue lors de l'utilisation de R12. Autrement dit, dans tous les équipements où le R12 est remplacé par du fréon 134, la quantité de réfrigérant à charger est inférieure à R12. Cependant, le volume spécifique du R134A est légèrement supérieur à celui du R12, donc pour la même quantité de réfrigérant, le volume occupé par le R134A est supérieur à celui du R12.
- L'augmentation de l'effet de refroidissement du R134A est compensée par une augmentation de son volume spécifique. Ainsi, le R134a chargé dans les systèmes modifiés devrait être inférieur de 5 à 10 % au R12.
Convertir R12 en R134A
Certaines des premières installations utilisaient l'ammoniac comme réfrigérant. Cependant, la plupart des voitures modernes construites avant 1995 utilisaient la R12. Le R12 était un réfrigérant ic2 technologiquement avancé et efficace, mais il a été découvert plus tard qu'il s'agissait d'un gaz appauvrissant la couche d'ozone et sa production et son utilisation étaient restreintes.
Après 1995, il a été remplacé par le R134A, et il est toujoursutilisé dans de nombreuses voitures. Si le ménage possède une vieille voiture avec un système de climatisation R12, les automobilistes rencontrent de gros problèmes pour reconstituer un tel système en cas de fuite ou d'entretien. L'industrie a commencé à produire des adaptateurs spéciaux, après quoi le processus de conversion du système au R134A est devenu simple.
Modifications du système de refroidissement
Pour convertir le R12 en R134A, seules quelques petites modifications doivent être apportées au système. Heureusement, le compresseur utilisé dans l'ancien système R12 fonctionnera toujours avec le réfrigérant R134A et sera tout aussi efficace. Le condenseur et l'évaporateur ne sont que des échangeurs de chaleur, il n'est donc pas nécessaire de les changer pour faire fonctionner un autre réfrigérant.
L'un des composants à changer est le sèche-linge. Le dernier élément du système qui devra être changé sont les prises de pression. Le R134A utilise différents ports pour la charge du système et la mesure de la pression, de sorte que les anciens ports R12 doivent être retirés et remplacés ou complétés par des adaptateurs. Après avoir acheté l'équipement nécessaire, retirez l'ancien réfrigérant et l'huile. Lors de l'installation d'un nouveau réfrigérant ic2, de l'huile PAG compatible R134A doit également être ajoutée pour maintenir le compresseur lubrifié.
Après la conversion d'un système du R12 au R134A, il est important de vérifier la pression du système pendant quelques jours pour s'assurer que tout fonctionne correctement. Si de petites fuites ont été remarquées dans le système, appliquez Red Angel A/C Stop Leak pour scellersystem.
Les réfrigérants sont plus sûrs que le fréon
Le HCFC R-22 commun, qui est utilisé depuis des décennies, n'est pas aussi bon pour l'environnement que les experts le pensaient autrefois. L'Environmental Protection Agency s'est efforcée d'éliminer progressivement le réfrigérant et l'a finalement interdit complètement. L'élimination du R-22 a commencé en 2010. D'ici 2020, l'utilisation du réfrigérant sera sévèrement restreinte et complètement interdite d'ici 2030.
Les réfrigérants les plus écologiques actuellement disponibles sur le marché sont le "R-290" et le "R-600A". Ce sont des HC, ou hydrocarbures, et leurs noms chimiques sont "Propane" pour le R-290 et "Isobutane" pour le R-600A. Ils sont 100% sans halogène, n'ont aucun potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone et sont les moins dangereux en termes de réchauffement climatique potentiel. Ils sont également très économes en énergie, mais hautement inflammables car ce sont des hydrocarbures. Actuellement, les types de réfrigérants les plus "verts" sont le R134A, le R-407C, le R-410A. Les fabricants qui produisent ces réfrigérants affirment que les substances sont absolument sans danger.
Cylindre avec fréon R134A
Avec la découverte des effets néfastes des réfrigérants CFC et HCFC sur la couche d'ozone, ce groupe a été largement utilisé en remplacement. Le réfrigérant du réfrigérateur R134A est de l'hydrofluorocarbure (HFC), qui n'a aucun potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone et peu ou pas d'effet de serre.
Réfrigérant R134Aest un composé chimique tétrafluoroéthane, composé de deux atomes de carbone, deux atomes d'hydrogène et quatre atomes de fluor. Sa formule chimique est CF3CH2F. Le poids moléculaire du réfrigérant R134A est de 133,4 et son point d'ébullition est de 26,1°C. Le R134A est ininflammable et non explosif, a une toxicité normale et une bonne stabilité chimique, une affinité relativement élevée pour l'humidité.
R134A est très similaire au R12 en termes de propriétés physiques et thermodynamiques générales. Par conséquent, il est considéré comme un excellent remplacement. Les propriétés des réfrigérants R134 sont les suivantes:
- Température d'auto-inflammation - 770 °C.
- Taux d'appauvrissement de la couche d'ozone - 04.
- Solubilité dans l'eau 0.11 wt% 25 C.
- Température critique - 122 °C.
- Code couleur: bleu clair.
- Potentiel de réchauffement global (GWP)1200.
- Température du réfrigérant, point d'ébullition -26,1 °C.
Propriétés thermodynamiques du R-407C
Du point de vue de ses propriétés, il correspond aux caractéristiques disponibles en R-22. Le R-407C est un réfrigérant de remplacement courant pour ceux qui cherchent à mettre à niveau l'équipement R-22. Le mélange d'hydrofluorocarbures comprend du pentafluoroéthane, du difluorométhane et du 1, 1, 1, 2-tétrafluoroéthane. Un réfrigérant alternatif largement utilisé, populaire dans les climatiseurs monoblocs et les systèmes de séparation sans balais, ainsi que dans les systèmes de climatisation légère et à détente directe trouvés dans les applications résidentielles, commerciales et industrielles. Le R-407C fonctionne également dans les systèmes de réfrigération à moyenne température et dans de nombreuxnouveaux appareils.
Les nouveaux équipements utilisant de l'azote comme charge de maintien fonctionnent mieux avec le R-407C en raison de l'utilisation d'huile essentielle de polyol. Alors que les nouveaux appareils et systèmes de réfrigération sont les plus courants, le R-407C peut être amélioré sur certains systèmes R-22 si un changement d'huile est inclus dans la procédure. Cette alternative au fréon est considérée comme respectueuse de l'environnement en raison de son potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone nul.
Potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone R-404A
C'est 0 dans ce réfrigérant, tout comme le R-407C et le R-134A. Il est souvent utilisé pour les systèmes de réfrigération qui nécessitent -45°C à 15°C. Il est particulièrement utile dans les applications de transport commercial et industriel en raison de sa large plage de températures de fonctionnement. Il est très similaire au R-22 et offre de meilleures performances. Étant donné que le R-404A ne réagit pas rapidement à l'air ou à l'eau, il est considéré comme sûr pour de nombreuses utilisations. Il est également ininflammable, incolore et inodore.
Cependant, comme pour tout réfrigérant, les utilisateurs doivent toujours prendre les précautions appropriées pour se protéger. Le contact direct avec le R-404A peut toujours provoquer des engelures, et une exposition excessive au feu ou à la chaleur peut provoquer la rupture du réservoir. Le R-404A est assez courant et disponible à l'achat dans les magasins spécialisés dans la fourniture de produits de chauffage et de refroidissement.
Un mélange de deux fluides frigorigènes hydrofluorocarbonés, le difluorométhane et le pentafluoroéthane, estun réfrigérant appauvrissant la zone néozone qui offre une meilleure efficacité énergétique que le R-22 et le R-407C et n'utilise pas de chlore dans sa formulation. Il est considéré comme plus approprié pour remplacer le R-22 en raison de sa pression et de sa capacité de refroidissement plus élevées.
Caractéristique R-410A
Si les utilisateurs décident d'acheter des appareils qui utilisent le R-410A, le processus est généralement assez simple. En fait, de nombreuses entreprises de climatisation et de réfrigération fabriquent des unités spécialement conçues pour être utilisées avec le R-410A. Bien qu'il soit le plus populaire dans la réfrigération commerciale, les climatiseurs et les réfrigérateurs, il est important de noter que cette alternative au fréon ne fonctionnera pas dans les unités A/CR-22.
Les réfrigérants
R-410A ont une pression nominale plus élevée, donc un manomètre différent est nécessaire que celui normalement utilisé avec le R-22. Le réfrigérant doit être chargé sous forme liquide et uniquement par petites salves. Le R-410A est vendu sous plusieurs marques: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 et Puron. Il est assez facile d'acheter en ligne et dans les magasins spécialisés.
Climatisation du véhicule
Une directive européenne de 2006 exige que tous les véhicules neufs vendus dans l'UE soient équipés de réfrigérants à faible potentiel de réchauffement global (GWP). La limite est fixée à GWP 150 que YF peut actuellement fournir. Son avantage est la propriété d'auto-élimination - il se décompose complètement dans l'atmosphère en environonze jours.
Malgré le fait que le HFO1234yf ait été accepté comme nouveau réfrigérant, l'Allemagne avait des doutes. Daimler et certains autres fabricants allemands ainsi que les autorités réglementaires estiment que YF est dangereux en raison de sa haute inflammabilité. En réponse, l'Allemagne a autorisé certains véhicules Daimler à continuer de fonctionner au R134A, contrairement à la directive européenne.
La Commission européenne a même menacé de poursuites judiciaires l'Allemagne pour ne pas avoir pleinement mis en œuvre les nouvelles réglementations sur les émissions de réfrigérants. GM et Toyota ont publiquement exprimé leur soutien à YF et déclaré qu'ils considéraient que la substance était sans danger.
Coût des nouveaux systèmes
Le coût supplémentaire du nouveau réfrigérant YF est de l'ordre de 30 à 50 EUR. Les systèmes YF sont moins efficaces et nécessitent l'utilisation supplémentaire d'un échangeur de chaleur interne.
Étant donné que le coût du processus de fabrication de YF est supérieur à celui du R134A, un tarif de rachat est prévu sur ce produit pendant de nombreuses années, en particulier à partir de 2018, lorsque tous les véhicules nouvellement immatriculés dans l'Union européenne devront utiliser un réfrigérant autre que R134A. à partir de R134A.
Augmentation de prix à partir du 1er février 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisation du système R-22
Remplacer R22 par R134A est un processus assez simple. Tout d'abord, le R22 complet doit être retiré du système. Ensuite, il est nécessaire de retirer toute l'huile de lubrification du système(la quantité maximale d'huile restant à l'intérieur du système est de 5% de la quantité totale présente dans celui-ci). L'huile minérale doit être remplacée par de l'huile d'ester synthétique. Le sèche-linge et le filtre à huile doivent également être remplacés.
La quantité de R134A requise dans le système est de 90 à 95 % de R22. Des étiquettes doivent être placées sur les systèmes qui ont été mis à niveau avec le R134A décrivant le nouveau réfrigérant et l'huile de lubrification. Bien que le processus soit simple, il est important de le faire avec soin. Les résidus de R-22 dans le système peuvent entraîner une contamination croisée. Pour le R-22 et le R-134A, cela peut rendre le système de refroidissement de la voiture moins fiable et augmenter la pression de refoulement du compresseur à des niveaux dangereux, entraînant une panne complète du système. De plus, le R-134A nécessite un mélange d'huile spécial - polyarylène.
En 1987, le Protocole de Montréal a été annoncé, qui est un traité international dans de nombreux pays pour aider à combattre la couche endommagée de la zone O. L'une de ses initiatives était d'éliminer les CFC dans le monde entier. En 1994, les États-Unis ont mis fin à l'utilisation du R-12 dans l'industrie automobile. Le R-12 a été remplacé par l' alternative HFC R-134a. En 2010, dans le cadre du Protocole de Montréal, les États-Unis ont annoncé qu'ils élimineraient progressivement l'utilisation du R-22 dans les applications futures. Toutes les nouvelles machines cibleront le HFC R-410A, qui ne contient pas de chlore.
